Tiểu luận Đề tài enzyme amilase

Trong ứng dụng của enzyme nỗi bật như enzyme amilaza hay còn gọi với tên khác là Diatase không những có ý nghĩa về mặt sinh lý, kinh tế mà còn có ý nghĩa trong công nghệ sinh học, công

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HO CHi MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẢM

= [llll

F

INDUSTRIAL UNIVERSITY 0F HOCHIMINH CITY

TIỂU LUẬN

ĐỀ tài: Enzyme Amilase

Giáng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Trang

Sinh viên thực hiện : Nhóm 7

TP.HCM, ngày 14 tháng 10 năm 2024

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Doc lap — Tw do — Hạnh phúc

og

BIEN BAN LAM VIEC NHOM

Thời gian: ngày 12/9/2024

Địa điểm: thư viện trường Đại học Công Nghiệp thành phố HCM

5.Lé Thi Ngoc Ngan

+ Nội dung làm việc

® Bầu nhóm trưởng

® Tìm hiểu đề tài bài tiểu luận

® Phân chia công việc cụ thé

® Thời gian các thành viên hoản thành công việc

Các thành viên cùng nhau thảo luận và tiến hành phân chia nhiệm vụ phù hợp

+ Kết quả buôi họp nhóm

> Nhóm trưởng: Hà Phùng Ái Trân

> Nhiệm vụ các thành viên:

Y Phan néi dung dé tai: Phan Ngọc Thanh Trúc, Trần Thị Ngọc Hân, Lê Thị Ngọc Ngân

Phần word: Hà Phùng Ái Trân

Y Phan Powerpoint: Dinh Thi My Ha

Y Thuyét trình: cả nhóm

> Các thành viên phải hoàn thành công việc vào ngày 1/10/2024

> Thời gian cuộc họp bắt đầu vào lúc 8 giờ và kết thúc vào lúc 11 giờ 30 phút

Kết thúc buốôi làm việc

Nhóm trưởng

Hà Phùng Ái Trân

enzyme amilase

chiếu amilase

và ứng dụng của

1 Giới thiệu, tổng quan vé enzym AMylase cece ceccececesesececececeecececevevevevecececevevereveveseeseveveseess 1

1.1 Giới thiệu VE ONZyIMe oo cece ceseccececescsvevecseseceseevevecsececeseevevecceveceseeceveveseevevesservesvsvereeceevers 1

2 Phương pháp tách chiếc enzym amylase - S2 2S 122311111 1125112151111111251171511121112E8 21kg 6

2.1 Nguồn thu nhận amylase - S112 SH T3 S131321 111111325115 1111 1111151151111 1111111107210 Ea 6

2.1.1 Từ thực vật L Q2 00 1 2n nn H221 1 1n 1n HH HH HH HH HH 6

2.1.2 TU GONG 1a 9

2.1.3 Từ vi sinh vật - - Q1 n1 1n TY HT TH KH TT T HT TH TT KT TK Kết 9

2.2 Phương pháp thu nhận amylase ĐÀ 2-0000 0S 22021011 Hn HH2 1 1n HH xe 10

2.2.1 Quy trình sản xuất amylase từ Bacillus subtilis 5-5-2 S2 S213 E2E232E12 251251125 e2 10

3 Xác định hoạt độ của Enzyme Amylase - - Q0 0002222011 1232011 122111222211 1221111112211 1n xa 11

3.1 Đơn vị đo hoạt đỘ - - - À0 T TH 1n TT TT TT KT cTETE kg ccEErkề 11

3.3.1Chủng giếng vi sinh vật Q11 121121 111511111112111215111211125112 151111111 EE HH H na 13

3.3.2 Môi trường dinh dưỡng: - Q22 222000 nn HH HH ng20 111 nn HH g1 TH ng nh nhe Hee 14

4 Ứng dụng - 2-2211 1111111515115111111115111ET52551515151E02015111111111151TE 5111101515111 T812 re 16 4.1 Trong y học và dược PHAM cecesesesesesesssvsvevevevevevececseseeveveceucevevevevevevevevececeececeseevesesees 16

4.2.2 TAy trAng QiAY 2 cecececececececcscscsesescsvevevevevevececeeceveveveveveveveceveveveveceetevevevevevevevevereeveses 16

4.2.3 Trong SAN XUAt CONT e.ec cece cesescececsesevesessevsceseeseveccececesescevecsecevetessevesesesveveseevsseseesees 17

4.3 Trong cng nghiép thc PHAML ccececececcecesesecececececececececececeeceveveveveversevereetscereerereeces 17

4.3.1 Sản xuất siro và các sản phẩm Chita GUONG? e.ccccccecesesecevecececesesesesseververeetsceseees 17

4.3.2 Sản xuất bánh mì: -:- 2222222222221 21221211215212121111122111112211111111.11 110.111 xe 17

4.4 Nuôi trồng thủy sản - - 1c 212122 2111111111111 11121105021 111111E8 12111111281 rere 17

Lời mở đầu

Với sự phát triển như vũ bão của ngành công nghệ enzyme như hiện nay, người ta đã sử

dụng enzyme đê thay thế nhiều chất hóa học vừa giảm giá thành sản xuất vừa đảm bảo an toàn cho con người, đồng thời tăng hàm lượng chất khoáng cũng như vitamin cần thiết

cho con người

Trong ứng dụng của enzyme nỗi bật như enzyme amilaza hay còn gọi với tên khác là

Diatase không những có ý nghĩa về mặt sinh lý, kinh tế mà còn có ý nghĩa trong công

nghệ sinh học, công nghệ sản xuất thuốc, công nghệ dệt và đặc biệt trong công nghệ thực pham

Cơ chế ứng dụng của enzyme trong công nghệ thực phẩm chủ yếu là sự thủy phan tinh

bột đề tạo thành sản phẩm cuối cùng là đường ølucose Enzyme amilase thuộc nhóm

enzyme thuy phan xúc tác các phan ứng nội phân tử polysaccaride thành malto, dextrin,

glucose

Amilase duoc tinh sạch từ malto vào năm 1835 bởi Anselme Payen, và Jean Persoz

Enzyme được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như từ thực vật, động vật, v1 sinh vật

Nhưng hiện nay người ta thường thu nhận enzyme chủ yếu từ vi sinh vật vì vi sinh vật

sinh trưởng và sinh sản nhanh nên lượng sinh khối lớn và trong thời gian nhanh và giảm

chỉ phí sản xuất Và dé tìm hiểu sâu hơn về enzyme amilase, sau đây xin mời cô và các

bạn đến với bài tiêu luận của nhóm em

1 Giới thiệu, tong quan vé enzym amylase

1.1 Giới thiệu về enzym

- Enzyme là thành phần giữ vai trò vô cùng quan trọng trong hoạt động sông hàng ngày

của cơ thể con người

- Emzyme có nhiều trong các loại trái cây, rau củ

- Enzyme cấu trúc bởi các phân tử protein Trong cơ thé, tác dụng của enzyme là giúp

lam tăng tôc độ phản ứng hóa hoc bang cach liên kết và biên đôi câu trúc của các phân tử

- Câu trúc của enzym có môi liên hệ chặt chẽ với chức năng của chúng, nhưng câu trúc

này cũng rat dé dang bị phá vỡ bởi các yếu tổ môi trường

1.2) Enzym amylase

1.2.1: Khái niệm:

Amylase là một hệ enzyme rắt phố biến trong thế giới sinh vật

Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân

AMYLASE

CALCIUM CATION

CHLORINE ANION

dreamstime.com

1.2.2: Dac tinh

- Thuy phan tinh bét, glycozen va dextrin thanh glucose, mantose va dextrin han ché

- Enzyme Amylase co trong nuéc bọt, trong dịch tiêu hóa của người và động vật,

trong hat nay mam, nam soi, xa khuan, nam men và vi khuẩn

- Dé tan trong nước, dung dịch muỗi và rượu loãng.(7)

1.3 Phân loại

Amylase là một trong các enzyme sinh học tự nhiên được các nhà khoa học tìm thây và

nghiên cứu từ rất sớm từ những thập niên đầu của thế kỷ XIX Tính cho đến thời điểm

hiện nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra 6 loại enzvme amylase khác nhau

Có 6 loại Enzyme Amylase

1.3.1 ơ-amylase:

+ Có tên gọi khác là 1,4-a- D -glucan glucanohydrolase

+ Bằng cách hoạt động tại các vị tri ngẫu nhiên dọc theo chuỗi tinh bột, a-amylase phá vỡ các sacartt chuối dài, cuôi cùng thu duoc maltotriose va maltose tr amyloza,

hoac maltose, glucose va “gidi han dextrin" từ amylopectin

+ Có thể tác động thủy phân ở bất kỳ vị trí nào trén mach polysaccharide của tính bột,

pH hoạt động tối ưu nhất là 6,7 — 7,0

+ Trong sinh lý học của con người, cả amylase nước bọt và tuyến tụy đều là œ-

amylase

Dạng ø-amylase cũng được tìm thấy trong thực vật, nắm

(ascomycetes va basidiomycetes) va vi khuan (Bacillus)

1.3.2 j-amylase

+ Có tên gọi khác là 1,4-œ- D -plucan maltohydrolase

+ Chỉ có thê tác động thủy phân tính bột ở vị trí liên kết glycosid thứ hai, do đó chi

thủy phân được đến sản phâm là maltose, pH hoạt động tốt nhất là 4,0 — 5,0

1.3.3 y-amylase

+Có tên gọi khác là glucan 1,4-a-glucosidase sẽ phân cắt các liên kết œ (1-6)

ølycolsid, cũng như liên kết a-1,4 glycosid cuối cùng ở đầu không nhân của tính bột , tạo ra sản phâm cuối củng là ølucose

+ pH hoạt động tối ưu là khoảng 3

2 Phương pháp tách chiếc enzym amylase

2.1 Nguồn thu nhận amylase

2.1.1 Từ thực vật

- Malt đại mạch

- Lúa

- Ngô

Sự tích ty enzyme trong mam dai mach(malt)

Thu nhận Amylase từ động vat phần lớn là từ dịch tụy tạng 98% tụy tạng được cầun tạo

từ các tế bảo ngoại tiết hoặc là tế bào tuyến Các tế bào này tiết Enzyme tiêu hoá vào trong tá tràng

Enzyme amylase co trong tuy tang của động vật

2.1.3 Tir vi sinh vat

- Cac gidéng nam soi: Aspergillus, rhizopus

- Nam men va gia nam men : Candida, Saccharomyces

- Nhiều vi khuẩn như: B.subtilis, Phytomonas destructans,

2.2 Phương pháp thu nhận amylase

- Có 2 phương pháp nuôi vsv

+ Nuôi vsv tao amylase băng phương pháp bề mặt

+ Nuôi vsv tạo amylase bằng phương pháp bề sâu

-Yếu tô ảnh hưởng : nhiệt dộ, độ âm, độ pH của môi trường, độ tiệt trùng

2.2.1 Quy trình sản xuất amylase từ Bacillus subtilis

Chung Bacillus subtilis thường được sử dụng nhờ tính an toàn, không gây bệnh, dễ nuôi cấy, sinh trưởng nhanh và khả năng sản xuất amylase cao

- Quy trình sản xuất enzyme amylase từ Bacillus subtilis bao gồm các bước chính sau

1 Chuan bi giống vi sinh vật

2 Chuan bi m6i trường nuôi cây

3_ Quá trình nuôi cấy

4 Thu hoach enzyme

5 Tach chiét va tinh sach enzyme

6 Kiém tra hoat tinh enzyme

7 Lưu trữ enzym (3)

3 Xác định hoạt độ của Enzyme Amylase:

3.1 Đơn vị đo hoạt độ:

Mức độ hoạt động trong chế phẩm là thông tin quan trọng về lượng Enzyme trong đối tượng nghiên cứu, vì trone những điều kiện xác định, tốc độ phản ứng Enzyme tỉ lệ với lượng Enzyme trong hỗn hợp phản ứng Lượng Enzyme theo quy ước quốc tế được biểu dién bang don vi Enzyme Đơn vị Enzyme quốc tế (U]) là lượng Enzyme có khả năng xúc tác chuyên hóa được 1 micromol cơ chất sau 1 phút ở điều kiện tiêu chuẩn

Trong những điều kiện xác định (bão hòa cơ chất), tốc độ phản ứng do Enzyme xúc tác ty

lệ với lượng Enzyme trong hỗn hợp phản ứng

Hoạt độ riêng của 1 chế phẩm Enzyme đặc trưng cho độ thuần khiết của chế phâm Enzyme

Hoạt độ phân tử của Enzyme là số phân tử cơ chất (hoặc số đương lượng các liên kết bị phân giải) được chuyền hóa bởi 1 phân tử Enzyme sau 1 phút

Hoạt độ của trung tâm xúc tác Enzyme là số cơ chất (hoặc số đương lượng các liên kết bị phân giải) được chuyền hóa trên 1 trung tâm hoạt động sau 1 phút

Hoạt độ xúc tác của Enzyme càng mạnh thì lượng cơ chất bị chuyên hóa hoặc lượng sản

phẩm phản ứng tạo thành trên 1 đơn vị thời gian cảng lớn

Bằng cách xác định tốc độ chuyền hóa của cơ chất hoặc tốc độ tích lũy sản pham phan ứng ta có thê đánh giá hoạt độ xúc tác của Enzyme Có 3 nhóm phương pháp:

- Đo lượng cơ chất bị mắt đi hay lượng sản pham được tạo thành trong 1 thời p1an nhất định ứng với 1 nồng độ Enzyme nhất định

- Do thoi gian cần thiết dé thu được I lượng biến thiên nhất định của cơ chất hay sản

là hồ tính bột có nồng độ 1%

Đơn vị đo hoạt độ Amylase là lượng Enzyme chuyền hóa được Ig tinh bột tan thành các dextrin co phân tử lượng khác nhau ở 300C trong thoi gian 1 gid (pH cho Amylase cua

malt la 4,8 — 4,9: của nấm là 4,7; của vi khuẩn là 6,0 ) (4)

3.2.1 Xac dinh hoat do Enzyme Glucoamylase (y-Amylase):

Phương pháp vi luong cua V.Y.Rodzevich, O.P.Korenbiakina:

Phương pháp dựa trên cơ sở thủy phân tinh bét boi Enzyme Glucoamylase co trong chế

phâm nghiên cứu Xác định lượng ølucose tạo thành sẽ tính được hoạt độ emzyme Don vi do hoạt độ slucoamylase là lượng enzyme tac dụng lên dung dịch tinh bột tan pH=4.7 ở nhiệt độ 300C trong | giờ giải phóng được mg ølucose

Phương pháp sử dung Enzyme Glucosidase:

Phương pháp dựa trên cơ sở thủy phân tình bột bởi Enzyme Glucoamylase có trong dịch

chế phâm nghiên cứu Xác định lượng glucose tạo thành qua phản ứng xúc tác đặc hiệu cua Enzyme Glucosidase sé xác định được hoạt độ enzyme

Đơn vị hoạt độ ølucoamylase là lượng enzyme tác dụng lên dung dich tinh bét tan pH=4.7 ở nhiệt độ 300C trong thời pian l phút giải phong duoc 1m glucose

3.3 Điều kiện cần và đủ đề thu nhận chế phâm Amylase có hoạt lực cao:

3.3.1Chủng giống vi sinh vật:

Muốn nhận chế phâm Amylase có hoạt độ cao, trước hết phải tuyên chọn, nghiên cứu

xem chủng, giống nảo có khả năng tích tụ nhiều Amylase

Khi đã tuyên chọn được giống tốt tức là đã có được điều kiện cần thiết đề tạo ra chế phâm Amylase có hoạt độ cao Nhưng giống tốt chỉ có tính chất tương dối với thời gian

và điều kiện nhất định nào đó Loài người luôn tìm cách phân lập vả tạo ra các giống mới

có hoạt lực ngày cảng cao hơn bằng nhiều biện pháp khác nhau như lai tạo, gây đột biến, tách và cây øen

Bằng con đường kết hợp giữa etylenimin và tia tử ngoại ghendina đã tạo được chủng

Asp.awamori 78 — 2 va Asp.awamori 22 co hoat luc Amylase cao hơn 2 — 3 lần so với ban đâu

3.3.2 Môi trường dinh dưỡng:

Trong sản xuất chế phâm Amylase theo phương pháp nuôi cấy bề mặt trên canh trường rắn người ta hay dùng nhất là cám lúa mì Đây là môi trường tự nhiên tốt nhất dé sinh tong hop Amylase

Cam lua mi thuong chira khoang 20 — 30% tinh bét, 10 12% protit Ngoài ra còn chứa muôi khoáng, các nguyên t6 vi luong, vitamin

Dé tiệt kiệm cám người ta cịn trộn thêm các nguyên liệu khác vào mơi trường như trâu, mun cua, ba khoai tay, ba bia

Ở nước ta do khơng cĩ cám lúa mì nên trong sản xuất người ta hay dung nhất là bột ngơ vàng, cám gao va trau đem trộn lần với nhau

Thành phần tối ưu đề thu được chế phâm Amylase cĩ hoạt độ cao từ Asp.awamort là cám 759% (hàm lượng tính bột 29%) bột ngơ 6% (hàm lượng tỉnh bột 55%) và 19% trâu Hàm

lượng tính bột chung là 25% Điều kiện tối ưu khi nuơi cấy lả: to 32OC, độ âm 57% và

nuơi trong 42 gid

Ngồi tỉnh bột, mơi trường cần chứa maltose và dextrin Sự co mat cua glucose, fructose

và saccarose cĩ tác đụng giúp cho sự phát triển của nâm mốc nhưng lại hạn chế sự tích tụ Amylase Ngược lại khi thém lactose va MgO vào mơi trường lỏng thì nắm mốc phát triển kém nhưng lại tạo nhiều Amylase

Ngoai gluxit, dé tong hop Enzyme, vi sinh vat nĩi chung và nắm mốc nĩi riêng đều cần đến chất chứa nitơ Nguơồn nitơ cĩ thé cĩ sẵn trong cám, bột ngơ, khi cần thiết cĩ thê bổ sung thêm từ khơ lạc, khơ đậu tương hoặc từ các muối amin hoặc ure Theo kết quả nghiên cứu của giáo sư Phenicxơva, nắm mốc Asp.awamori cĩ thê phát triển tốt trong mơi trường chứa 0,05% đạm vơ cơ nhưng đề tạo d-Amylose thì cần tăng nỗng độ tới 0,15%; đề tạo glucoamylase cần tăng tới 0,4% Nhiều nguồn đạm hữu cơ cũng cĩ tác dụng tốt đến sinh trưởng và phát triển của nắm mốc nhưng ít cĩ hiệu quả về phương diện tích tụ Enzyme Ví dụ khi bổ sung øelatin casein và ngay cả cao ngơ vào canh trường thi việc tích tụ Enzyme van thua kém so với nguồn đạm vơ cơ Ngược lại, nếu ta thêm mắm,

rễ của hạt ươm mầm vảo canh trường lại cĩ tác dụng tốt đến tích tụ Enzyme

Sự tạo thành và tích tụ Amylase cịn gan với sự cĩ mặt cua cac ion Mg?+, Ca2+ và photpho, đặc biệt là magie Trong mơi trường thiếu MgSO4, Amylase hầu như khơng đc tạo thành, hàm lượng chỉ vào khoảng 0,05% - Sau màIe là photpho, 1on P đĩng vai trị quan trong trong việc tạo thành acid nucleic Hàm lượng của muối KH2PO4 vào khoảng

0,1 - 0,2%